Stap 1: theorie
Hartslag is het aantal hartslagen per eenheid van tijd en wordt meestal uitgedrukt in slagen per minuut (hsm). Bij volwassenen slaat een normaal hart ongeveer 60 tot 100 keer een minuut tijdens de rust van de voorwaarde. De hartslag in rust is direct gerelateerd aan de gezondheid en de geschiktheid van een persoon en vandaar is het belangrijk om te weten. U kunt het meten van hartslag op elke plek op het lichaam waar je een puls met je vingers voelen kunt. De meest voorkomende plaatsen zijn pols en hals. U kunt het aantal pulsen binnen een bepaalde interval (zeg 15 sec), en eenvoudig bepalen de hartslag in bpm.
Dit project beschrijft een microcontroller gebaseerd hartslag measuement systeem dat maakt gebruik van optische sensoren voor het meten van de wijziging in bloed volume aan vingertop met elke hartslag. De sensor unit bestaat uit een infrarood light-emitting-diode (IR LED) en een fotodiode, geplaatst naast elkaar zoals hieronder getoond. De IR diode verzendt een infrarood licht in de vingertop (geplaatst over de sensor unit) en de fotodiode zintuigen het gedeelte van het licht dat wordt teruggekaatst. De intensiteit van gereflecteerd licht is afhankelijk van het volume van het bloed binnen de vingertop. Dus, elke hartslag iets verandert de hoeveelheid gereflecteerd infrarood licht die kan worden gedetecteerd door de fotodiode. Met een goed signaal conditioning, kan deze kleine verandering in de amplitude van het gereflecteerde licht worden omgezet in een puls. De pulsen kunnen later worden geteld door de microcontroller te bepalen van de hartslag.
Dit project is gebaseerd op het beginsel van photoplethysmography (PPG) die een niet-invasieve methode voor het meten van de variatie in volume van het bloed in weefsels met behulp van een lichtbron en een detector. Aangezien de verandering in volume van het bloed synchroon met de hartslag is, kan deze techniek worden gebruikt voor het berekenen van de hartslag. Het signaal van de PPG bestaat uit twee onderdelen, vaak aangeduid als AC en DC. De AC-component wordt voornamelijk veroorzaakt door Pulsatiele veranderingen in arterieel bloed volume, die met de hartslag samenvalt. Dus, de AC-component kan worden gebruikt als een bron van informatie van de hartslag. Dit AC-component is op een grote DC-onderdeel dat betrekking op de weefsels en aan het gemiddelde bloed volume heeft bovenop. De DC-component moet worden verwijderd voor het meten van de AC golfvorm met een hoge signaal-/ ruisverhouding. Omdat het nuttig AC-signaal slechts een zeer klein deel van het hele signaal is, is een effectieve versterking circuit ook vereist om gewenste informatie uittreksel uit het.
